velzevul (dubva1) wrote,
velzevul
dubva1

Галлактическая жажда

Спустя семь лет после первой миссии, осуществленной марсоходом Sojourner («Проезжий») в 1996 году, два новых геологических робота-исследователя Красноватой планетки отправляются на борту галлактических кораблей с мыса Канаверал. 1-ый стартовал в июне. Пуск второго запланирован на июль. Через семь месяцев капсулы со «Скитальцами» (по-английски – «Rover») «примарсятся» в кратере Гусева и на плато Меридиана, где, по предположению ученых, могут найтись свидетельства существования на Марсе в прошедшем водянистой воды. Кратер считается бывшим большим озером, а на плато имеются припасы минерала гематита (оксида железа III), который встречается на Земле поблизости жарких источников.





Марсианские скачки


Если в капсуле с «Проезжим» находилась посадочная платформа и сам небольшой бот (10,6 кг), то в капсуле «Скитальца» главное место занимает большой (весом 180 кг) робот-исследователь, способный передвигаться за марсианский денек на расстояние до 100 м («Проезжий» прошел столько за всю свою марсианскую жизнь). «Скитальцы» должны прожить на поверхности Марса 90 местных дней (приблизительно 92 земных суток).


Посадка «Скитальцев» будет выполнена по той же схеме, что и у «Проезжего»: пройдя верхние слои атмосферы, капсула, в какой находится бот, выпустит парашют, а у самой поверхности сработают движки торможения. От ударов о поверхность капсулу прикроет «кокон» из мешков безопасности: она подскочет на 100 м ввысь и будет «скакать» до 12 раз, удалившись от места первого касания приблизительно на 1 км.


Остановившись, конструкция перевернется в необходимое положение, мешки сдуются и отсоединятся, а капсула откроется, как цветок с 3-мя лепестками, освободив сложенный бот. Часть за частью он начнет разворачиваться, выдвигая мачту с камерой, антенны, колеса и солнечные батареи. Потом бот «осмотрит» свою «посадочную площадку», передав на Землю в цвете и инфракрасном изображении 360-градусную панораму, а ученые изберут мотивированные участки земли и камешки для исследования.


Крутой маршрут


Пуск «Скитальцев» будет произведен различными модификациями разового носителя Delta II, которые употребляются более 10 лет и участвовали в 90 проектах NASA. В 1996 году на орбиту Красноватой планетки они доставили Mars Global Surveyor и Mars Pathfinder (с первым марсоходом на борту), в 1998-м Mars Climate Orbiter, в 1999-м Mars Polar Lander и в 2001-м Mars Odyssey.


Разница во времени запуска разъясняется тем, что на космодроме не хватает персонала и мощностей для совместного запуска. Ко времени второго расстояние меж Землей и Марсом поменяется и будет нужно более мощная ракета. Первую капсулу понесет стандартная Delta II 7925, а вторую – Delta II 7925 «H» («Н» значит «heavy» – «тяжелая»), у которой девять съемных твердотопливных движков первой ступени длиннее и толще и делают на четверть огромную силу тяги. У обоих носителей 6 из твердотопливных движков запускаются прямо на старте совместно с главным, жидкотопливным движком Rocketdyne RS-27A. Другие три – через минутку, когда выгорит горючее в первых и часть керосина с окислителем основного мотора.


На высоте приблизительно 130 км, после выхода из атмосферы, 1-ая ступень отстреливается. А после пуска 2-ой ступени отсоединяется головной обтекатель ракеты, защищающий нужный груз (капсулу) и всю третью ступень от воздействия аэродинамических сил.


Установленный во 2-ой ступени движок Aerojet AJ10-118K врубается два раза: для вывода носителя на орбиту Земли и для подготовки ухода с орбиты в направлении Марса. В этот момент 2-ая ступень отстреливается от третьей, и движок последней Star-48B присваивает ей за 90 секунд дополнительное, достаточное для перехода с орбиты на линию движения полета к Марсу ускорение – 66000 ньютонов (1 Н – единица силы, нужная для ускорения массы в 1 кг до скорости 1 м/с).


После входа в марсианскую атмосферу обязанности навигации и ориентирования берет на себя сама капсула. Она, как платформа для спорткара, доставляет самодвижущийся груз до места – с момента вхождения капсулы в марсианскую атмосферу и до посадки. Весь спуск должен занять около 6 минут.


Гусь на колесах


Боты «Скитальцы», напоминающие длинноватыми «шеями»-мачтами и «крыльями» – солнечными батареями гусей на колесах, «анатомически» и функционально похожи на живых созданий. У их есть «кожа» – слой изоляции, «голова с глазами» – телекамеры на мачте-«шее», «ноги», «мозг» – компьютер, «тело», защищающее актуально принципиальные органы. Отличия заключаются в том, что «ноги» завершаются колесами, а «мозг» находится снутри «тела».


«Тело», называемое еще «теплым электрическим ящиком», можно сопоставить также с автомобилем-кабриолетом: «ящик» покрыт треугольной крышей, позволяющей мачте с камерами обозревать округи, находясь достаточно высоко над поверхностью планетки. Термоизоляционные стенки «ящика» сохраняют снутри тепло, даже когда ночная температура воздуха падает до –96 градусов Цельсия. В «ящике» находится компьютер, электрические системы и батареи. Другими словами – «мозг» и «сердце» бота.


Шейка с очами


«Шея» – мачта панорамных камер, способная крутиться на 360 градусов вокруг собственной оси и обеспечивающая угол наклона камер на 180 градусов, поддерживает на высоте 1,4 м «голову»-штангу, на которой закреплены 6 телекамер. Во время полета мачта лежит сложенная на крышке корпуса. После открытия капсулы приземления пиропатроны отстреливают удерживающие мачту задвижки.


Две из закрепленных на штанге камер полноцветные стереоскопические. Они не только лишь воссоздают эффект трехмерного людского зрения, да и обеспечивают разрешение телевизионной рисунки высотой 4000 пикселей и длиной 24000. Любая камера имеет набор светофильтров и солнечные фильтры. 1-ые созданы для получения мультиспектральных изображений, а 2-ые – для навигации.


Сопоставив положение Солнца в небе и время марсианского денька, ученые сумеют найти направление движения бота. Две другие, черно-белые камеры также делают трехмерную «картинку», применяемую для управления передвижениями бота. Мачта делает также роль перископа, передающего через систему зеркал инфракрасное изображение еще с одной пары «глаз» на спектрометр, установленный сходу под мачтой, снутри корпуса бота. Спектрометр нужен для определения минерального строения окружающей земли и камешков. Одна из его задач – отыскать возникшие под действием воды минералы, глины и карбонаты.


У бота еще есть 5 «глаз». Это четыре «сторожевые» камеры, закрепленные на нижней части корпуса, по два впереди и сзади. Трехмерная картина с их выводится на компьютер самого «Скитальца», позволяя заложенной программке стремительно выбирать маршрут и избегать небезопасных столкновений. 5-ый «глаз», встроенный прямо в «руку»-манипулятор, дает возможность рассматривать предметы очень близко. К примеру, давать оценку качеству земли: как она просядет под весом бота и не станет ли «Скиталец» буксовать.


Галлактический джип


Устройство подвески бота такое же, как и у предшественника «Скитальцев» «Проезжего», – система «тележка-качалка» («rocker-bogie»).


Устройство «тележки» («bogie») позаимствовано на стальной дороге. Так была устроена шестиколесная паровозная телега, позволявшая колесам вписываться в повороты пути. Rocker’ом, либо «качалкой», именуется устройство дифференциала, позволяющее боту сохранять равновесие во время движения по каменистой поверхности.


Если одно из колес резко въезжает на препятствие, система подвески принуждает другие опуститься, чтоб распределить нагрузку на все колеса. «Тележка-качалка» позволяет механизму преодолевать препятствия в виде камешков либо впаден поперечником больше колеса (25 см) с наибольшей скоростью до 5 см/с. Но установленная программка безопасности передвижения принуждает его останавливаться через каждые 10 секунд и «осматриваться». Потому в целом он движется со скоростью 1 см/с.


Мастер на всю руку


Титановая «рука» бота – совсем не «подай-принеси». Как всякий манипулятор, она имеет несколько степеней подвижности – «плечевой», «локтевой» и «кистевой суставы», благодаря которым, как заядлый геолог, бот может счищать с предметов ненадобные слои, делать микрофотографии и определять хим состав. Не считая телекамеры «ближнего боя», «рука» вооружена целым набором исследовательских инструментов, закрепленных на вращающейся на 350 градусов крестообразной револьверной головке: спектрометром для определения содержания железа, рентгеновским спектрометром для хим анализа образцов и абразивным инвентарем для снятия поверхностных слоев с исследуемых камешков.


В «ладони» манипулятора закреплена также щетка, которой абразивный инструмент «чистит зубы» после работы. Во время полета и передвижений бота «рука», согнувшись в «локте», скрывается под корпусом и надежно крепится.


Солнечные крылья


Для передвижений, работы и связи с Землей боту нужна энергия. Она вырабатывается «крыльями» – солнечными батареями. При полном освещении за четыре часа марсианского денька батареи вырабатывают до 140 Вт (потребность в энергии для движения не превосходит мощность домашней лампочки – 100 Вт). Для сопоставления, батареи «Проезжего» производили в марсианский полдень только 16 Вт. Энергетическая система «Скитальцев» включает также по два аккума, которые обеспечивают ботов энергией, когда свет Солнца недостаточен либо марсианской ночкой. С течением времени (приблизительно через 90 марсианских дней) батареи выдохнутся, а солнечные батареи покроются пылью и сумеют генерировать около 50 Вт. Не считая того, Марс уйдет далее от Солнца – наступит «осень».


Длинноватые уши


«Голос» и «уши» бота – две расположенные на крышке антенны. 1-ая, направляющая сигнал во всех направлениях, разговаривает с целой системой размещенных на Земле передатчиков. 2-ая нацеливается на определенный премник-передатчик. Не считая прямой связи, боты могут передавать данные через марсианские орбитальные спутники Odyssey и Global Surveyor, которые существенно подольше находятся в границах радиовидимости с Земли.


Антенны спутников работают в сопоставлении с антеннами бота как уоки-токи. Их, а именно, употребляют для передачи критической инфы во время посадки. При всем этом бот употребляет установленную на нем ультракоротковолновую антенну, а для ретрансляции – антенну на одном из «лепестков» капсулы. Как раз во время «примарсения» Global Surveyor будет находиться в комфортном для этого положении.


Ноутбук для «Скитальца»


«Мозг» бота находится в корпусе, в особом электрическом модуле. Обмен информацией с инструментами и детекторами происходит через стандартную шину.


Сам компьютер можно сопоставить с хай-эндовским ноутбуком, снаряженным особым блоком памяти, который способен противостоять высочайшей радиации, и системой, предохраняющей данные и программки после отключений энергии в ночное время. Оперативка (DRAM) составляет 128 МБ (это в тыщу раз больше, чем «оперативка» предшественника «Скитальца» – «Проезжего»).


Как и человечий мозг, компьютер бота повсевременно выслеживает его «здоровье», работу систем жизнеобеспечения. В электрический блок входят также «нервы», предоставляющие информацию о положении бота в пространстве и перемещениях по горизонтали и вертикали.


Как капсула с роботом заходит в марсианскую атмосферу либо когда бот сходит с платформы после приземления, компьютер проводит проверку наличия команд для выполнения, поддерживает связь с Землей, отправляя собранные на Марсе сведения и получая новые команды о фотографировании объектов, передвижении и работе инструментов. По запросам центра управления он передает накопившиеся сведения о «самочувствии» бота.


Об отправке на Марс пилотируемой миссии читайте на веб-сайте специального проекта журнальчика: «Наш Марс».






Subscribe

Recent Posts from This Journal

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments